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传输协议 ​

主要有两个, TCP和UDP

UDP ​

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c
struct udp_hdr {
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t src);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t dest);  /* src/dest UDP ports */
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t len);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t chksum);
} PACK_STRUCT_STRUCT;

实际使用的时候应用层需要一个头部为54字节的pbuf, 可以兼容TCP协议, 之后根据使用的协议进行添加首部

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实际连接的时候使用的控制块, 实际处理的时候会判断获取的UDP数据是不是和端口是一致的, 如果是的话使用回调函数进行处理

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TCP ​

使用这一个协议的时候是不会进行IP分片的, 如果数据比较大, 只会在传输层进行分包

这一个协议栈里面定义了MSS, 为了提高性能, lwIP定义为1460

TCP协议中的MSS（Maximum Segment Size）指的是在TCP通信中，一个TCP报文段的最大有效载荷数据量，即TCP头部和TCP数据部分的最大长度。MSS是在TCP连接建立时由双方协商确定的，通常取决于网络设备和操作系统的配置。

以下是关于TCP协议的MSS的一些重要信息：

  1. 协商过程：
    • 在TCP连接建立的握手阶段（三次握手），客户端和服务器会交换彼此支持的MSS值。
    • 客户端会在SYN报文段的TCP选项中发送其MSS值给服务器。
    • 服务器收到SYN报文段后，也会在发送SYN-ACK报文段时回复其MSS值给客户端。
    • 客户端收到服务器的SYN-ACK后，最后发送一个ACK报文段确认连接建立，此时双方已确认并协商了MSS。
  2. 影响因素：
    • MSS的大小可以受到网络设备（如防火墙）和操作系统配置的影响。
    • 一般情况下，MSS的大小会被设备和操作系统限制为一定的值，通常是通过TCP栈的配置参数来调整。
  3. 默认值：
    • 在大多数情况下，MSS的默认值是根据网络接口的最大传输单元（MTU，Maximum Transmission Unit）来确定的，减去TCP头部和IP头部的长度后留下的有效载荷大小。
    • 在以太网上，MTU通常为1500字节，因此默认的MSS可能会设为1460字节（1500 - 40，TCP头部20字节，IP头部20字节）。
  4. 优化和调整：
    • 在特定的网络环境下，可以通过调整操作系统的TCP参数或者中间设备的配置来优化MSS的大小，以提高TCP传输效率和减少报文段重组的需求。
  5. 应用：
    • MSS的大小对TCP连接的性能有一定影响，过大的MSS可能导致分段重组的增加，而过小的MSS则可能导致报文段的浪费和TCP效率的下降。
    • TCP/IP协议栈在发送数据时，会根据MSS值将数据分段，并在接收端重新组装成完整的数据流。

总之，MSS在TCP连接中起着重要的作用，它影响了数据传输的效率和网络吞吐量，因此在配置和优化网络性能时需要特别注意和理解MSS的设定和影响。

数据格式 ​

img

TCP数据段

  • 与UDP协议一样也有源端口号和目的端口号，通讯的双方由IP地址和端口号标识。
  • 32位序号: 以一个随机数为起始, 每一次加上数据的长度
  • 32位确认序号: 发送期望得到的数据的起始位置
  • 4位首部长度和IP协议头类似，表示TCP协议头的长度，以4字节为单位，因此TCP协议头最长可以是4x15=60字节，如果没有选项字段，TCP协议头最短20字节。
  • URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN是六个控制位
  • ACK：确认序号有效
  • RST：重置连接
  • SYN：发起了一个新连接
  • FIN：释放一个连接
  • PSH: 当 PSH = 1 的时候，表示该报文段高优先级
  • 16位窗口: 告诉对方本端的 TCP 接收缓冲区还能容纳多少字节的数据
  • 16位检验和将TCP协议头和数据都计算在内。
  • 紧急指针: 仅在 URG = 1 时才有意义，它指出本报文段中的紧急数据的字节数。
  • 各种选项

在实际实现的时候, 需要实现滑动窗口以及三次握手, 四次挥手

c
struct tcp_hdr {
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t src);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t dest);
  PACK_STRUCT_FIELD(u32_t seqno);
  PACK_STRUCT_FIELD(u32_t ackno);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t _hdrlen_rsvd_flags);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t wnd);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t chksum);
  PACK_STRUCT_FIELD(u16_t urgp);
} PACK_STRUCT_STRUCT;

img

c
enum tcp_state {
  CLOSED      = 0,
  LISTEN      = 1,
  SYN_SENT    = 2,
  SYN_RCVD    = 3,
  ESTABLISHED = 4,
  FIN_WAIT_1  = 5,
  FIN_WAIT_2  = 6,
  CLOSE_WAIT  = 7,
  CLOSING     = 8,
  LAST_ACK    = 9,
  TIME_WAIT   = 10
};